專利名稱：過氟化物處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及過氟化物處理設(shè)備，更具體地說涉及適合于在過 氟化碳或全氟化碳(PFC)氣體的處理期間使用的過氟化物處理設(shè)備，這些 氣體在半導(dǎo)體制造過程以及液晶生產(chǎn)過程等中產(chǎn)生。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造和液晶生產(chǎn)過程中，PFC氣體用作半導(dǎo)體和液晶材料 的蝕刻氣體、蝕刻器的清洗氣體以及化學(xué)氣相沉積(CVD)設(shè)備的清洗氣 體。但是，PFC氣體的溫室效應(yīng)系數(shù)非常大，它是C02的幾千倍。從生 產(chǎn)效率的觀點看，在沒有消耗完所有PFC氣體量的情況下，當(dāng)前可行的 半導(dǎo)體/液晶制造工藝的設(shè)計使得在已經(jīng)消耗了 20-50%氣體之后，剩余 的PFC氣體排出并且作為排出氣或廢氣被排出蝕刻器(或CVD設(shè)備)。為 了消除地球的溫室效應(yīng)，需要進(jìn)行PFC氣體分解處理，從而防止PFC 氣體釋放到外部環(huán)境中。要注意的是，PFC氣體的代表性示例包括但不 限于CF4、 CHF3、 C2F6、 C3F8、 C4F6、 C5F8、跳和SF"
為了抑制PFC氣體向外釋放或散發(fā)到外部環(huán)境中，在半導(dǎo)體和液晶 制造業(yè)中已經(jīng)知道，如在日本專利申請?zhí)卦S公開No.Heill-319485中所披 露的一樣，在使用PFC氣體的蝕刻器的裝置中安裝全氟化碳分解裝置(在 下面被稱為PFC分解裝置)，從而每個裝置靠近其相關(guān)的蝕刻器，其中使 用催化劑來在從蝕刻器中排出的廢氣中進(jìn)行PFC氣體的分解處理。該 PFC沉積裝置裝配有裝有PFC分解催化劑的反應(yīng)單元、用來除去在要被 提供給反應(yīng)單元的廢氣中所含有的硅組分的硅組分除去裝置、用于冷卻 或冷凍在其中含有由催化劑分解的pFC的分解氣體的廢氣的冷卻室，并
且還有用來除去在從冷卻室中排出的廢氣中所含有的酸性氣體的酸性氣體除去裝置。在日本專利申請?zhí)卦S公開No.Heil 1-70322中還披露了 一種 使用催化劑的PFC分解裝置。
由于硅組分除去裝置、冷卻室和酸性氣體除去裝置需要使用水，所 以必須使供水管與單獨的PFC分解裝置連接?？紤]到每個分解裝置安裝 在除塵室內(nèi)這個事實，所以將與他們連接的相應(yīng)供水管安裝在所述除塵 室內(nèi)。排水管也分別與PFC分解裝置連接。為此，除塵室的部分內(nèi)部空 間將被相應(yīng)的PFC分解裝置以及與之相連的供水管/排水管占據(jù)。在除塵 室新近要形成半導(dǎo)體制造設(shè)備(或者液晶制造設(shè)備)例如多個在其中安裝 在一起的蝕刻器的情況中，感覺到必須在該除塵室中獲取多個PFC分解 裝置和多種與之相連的通用設(shè)備(例如供水管和排水管等)的安裝空間，這 將導(dǎo)致除塵室內(nèi)的空間因此擴(kuò)大。或者，在當(dāng)前建立的除塵室內(nèi)安裝有 一個或多個PFC分解裝置的情況中，有時會出現(xiàn)這樣的情況，已經(jīng)安裝 在除塵室內(nèi)的半導(dǎo)體制造設(shè)備(或液晶制造設(shè)備)例如蝕刻器必須移動以 便取得PFC分解裝置和各種通用設(shè)備的安裝空間。
因為要在除塵室中相對于每個PFC分解裝置安裝多種通用設(shè)備，所 以這需要大量時間來安裝這些裝置。 發(fā)明概述
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種能夠減小除塵室尺寸的過 氟化物處理設(shè)備以及一種過氟化物處理方法。
實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的原理在于，它包括與多個安裝在被提供 有過氟化物的除塵室內(nèi)的半導(dǎo)體制造設(shè)備相連的排氣管，用來使得在 其中含有所述過氟化物的廢氣流能夠排出半導(dǎo)體制造設(shè)備以及與所述 排氣管相連并且安裝在所述除塵室外面用來使包含在由所述排氣管引 導(dǎo)的所述廢氣中的所述過氟化物分解的過氟化物分解裝置。
根據(jù)本發(fā)明，不再需要任何額外的空間來在除塵室內(nèi)安裝多個過 氟化物裝置，這反過來使得能夠減小尺寸或者使除塵室"小型化"。具 體地說，在應(yīng)用在當(dāng)前建造的除塵室的情況中，不再需要在除塵室內(nèi) 取得這些過氟化物分解裝置的安裝空間；因此，就不必要在除塵室內(nèi) 移動半導(dǎo)體制造設(shè)備以便進(jìn)行這些過氟化物分解裝置的安裝。應(yīng)用在液晶制造結(jié)構(gòu)上的本發(fā)明的原理在于，它包括與多個安裝 在被提供有過氟化物的除塵室內(nèi)的半導(dǎo)體制造設(shè)備相連接的排氣管， 用來使得在其中含有所述過氟化物的廢氣流能夠排出半導(dǎo)體制造設(shè)備 以及與所述排氣管相連并且安裝在所述除塵室外面用來使包含在由所 述排氣管引導(dǎo)的所述廢氣中的所述過氟化物分解的過氟化物分解裝 置。同樣在該情況中，不再需要任何額外的空間來在除塵室內(nèi)安裝多 個過氟化物裝置，這反過來使得能夠使除塵室"小型化"。尤其在應(yīng)用 在當(dāng)前建造的除塵室上的情況中，不再需要在除塵室內(nèi)取得這些過氟
化物分解裝置的安裝空間；因此，就不必要在除塵室內(nèi)移動半導(dǎo)體制 造設(shè)備以便進(jìn)行這些過氟化物分解裝置的安裝。
優(yōu)選的是，該氟化物分解裝置裝配有反應(yīng)單元，其中設(shè)有催化 劑層，并且向該反應(yīng)單元提供含有過氟化物的廢氣，該單元用來分解 所述過氟化物；以及酸性物質(zhì)除去裝置，該裝置除去由從反應(yīng)單元排
物。使用該過氟化物分解裝置使得含在廢氣中的酸性物質(zhì)作為可通過 與Ca鹽反應(yīng)生成的反應(yīng)產(chǎn)物被除去。因此，從該過氟化物分解裝置 中就不會產(chǎn)生任何廢水。 附圖的簡要說明


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案的PFC處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖2為圖1的濕型PFC分解裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖3為所述濕型PFC分解裝置的另一個實施方案的結(jié)構(gòu)圖4為所述濕型PFC分解裝置的再一個實施方案的結(jié)構(gòu)圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的PFC處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖6為一種PFC處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖，該設(shè)備是本發(fā)明另一個實施方
案，它具有應(yīng)用在其上的干型PFC分解裝置； 圖7為圖6的過濾裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖； 圖8為所述干型PFC分解裝置的另一個實施方案的結(jié)構(gòu)圖； 圖9為所述干型PFC分解裝置的再一個實施方案的結(jié)構(gòu)圖。
優(yōu)選實施方案的詳細(xì)說明實施方案l
在說明根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施方案的過氟化物處理設(shè)備即PFC 處理設(shè)備之前，首先將參照下面的圖l對包括半導(dǎo)體制造廠在內(nèi)的半導(dǎo) 體制造系統(tǒng)的示意結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。該示例性半導(dǎo)體制造系統(tǒng)裝配有半 導(dǎo)體制造廠l、 PFC分解裝置44以及工廠酸性氣體處理設(shè)備46。半導(dǎo)體 制造廠1的建筑其中具有除塵室2。在該除塵室2內(nèi)安裝有多個半導(dǎo)體制 造設(shè)備，包括蝕刻器5例如聚合物蝕刻器3、氧化膜蝕刻器5和金屬蝕刻 器53。在該除塵室2中還安裝有多個供氣裝置48。各個供氣裝置48是向 相應(yīng)的蝕刻器(即具有所提供的PFC氣體的半導(dǎo)體制造設(shè)備)提供在蝕 刻清洗工藝步驟中所需的氣體(例如PFC氣體等)的裝置。該供氣裝置48 例如設(shè)計成在內(nèi)部具有內(nèi)裝的圓筒或"儲氣瓶"容納容器(未示出)，其 中多個儲氣瓶(未示出)裝有所要求的氣體。
工廠酸性氣體處理設(shè)備46包括酸性氣體除去裝置47、氣體收集管 道49和排氣管道51。氣體收集管道49用來連接在裝有儲氣瓶的容器和 酸性氣體除去裝置47之間。安裝在半導(dǎo)體制造廠建筑l外面的酸性氣體 除去裝置47通過鼓風(fēng)機(jī)50與排氣管道51連接。根據(jù)蝕刻器的類型，由 儲氣瓶提供的酸性氣體用來進(jìn)行晶片蝕刻工藝。當(dāng)由于某些原因所以 裝在儲氣瓶中的酸性氣體向外泄漏時，儲氣瓶容納容器可用來防止泄 漏出的酸性氣體流進(jìn)除塵室2。填充在儲氣瓶容納容器中的泄漏出的酸 性氣體由鼓風(fēng)機(jī)50驅(qū)動從而通過氣體收集管道49到達(dá)酸性氣體除去裝 置47，然后在酸性氣體除去裝置47處被除去。除去了酸性氣體的剩余 氣體通過排氣管道51排出排氣圓筒52。
PFC處理設(shè)備44包括管道7、 PFC分解裝置9和排氣管道28。 PFC 分解裝置9安裝在除塵室2外面并且位于小房間(或者外面)內(nèi)，該小房 間在半導(dǎo)體制造工廠建筑l的外面的位置處，建在用于半導(dǎo)體制造工廠 的地點范圍內(nèi)。管道7還分別與安裝在除塵室2內(nèi)的聚合物蝕刻器3、氧 化膜蝕刻器5和金屬蝕刻器53連接，并且還與PFC分解裝置9相連。酸 性氣體除去裝置4在與聚合物蝕刻器3連接的部分附近的位置處安裝在 管道7處。另一個酸性氣體除去裝置4還在與金屬蝕刻器53連接的部分附近的位置處安裝在管道7處。 一氧化碳除去裝置6在與氧化膜蝕刻器5 連接的部分附近的位置處安裝在管道7處。排氣管道28通過鼓風(fēng)機(jī)25 與PFC分解裝置9連接并且還與排氣圓筒52連接。
下面將根據(jù)圖2對PFC分解裝置9的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。PFC分解 裝置9包括預(yù)處理塔10、反應(yīng)器11、冷卻裝置20和酸性氣體除去裝置22。 預(yù)處理塔10具有固體組分除去裝置54和設(shè)在固體組分除去裝置54的下 面部分處的中和容器61。噴射器62、 63安裝在固體組分除去裝置54內(nèi)。 反應(yīng)器11具有加熱單元12和反應(yīng)單元16。加熱器單元12裝配有加熱裝 置(例如電加熱器)13并且在加熱器裝置13的內(nèi)側(cè)上形成用作氣體通道 的空間14。反應(yīng)單元16具有加熱裝置(例如，電加熱器)18和安裝在加 熱器裝置18內(nèi)部的催化劑層17。在反應(yīng)單元16中，在加熱器裝置18內(nèi) 的位于催化劑層17上方的位置處形成有用作氣體通道的空間19?？臻g 14的上面部分和空間19的上面部分通過管道15連接在一起。冷卻裝置 20在其中包括噴射器21。同樣，酸性氣體除去裝置22也在其中包括噴 射器23、 24。
管道7通過三通閥8與固體組分除去裝置54連接。三通閥8的一個排 氣口在酸性氣體除去裝置47的上游側(cè)面上的位置處通過管子60與氣體 收集管道49連接。三通閥8是一種廢氣流動通道切換裝置，該裝置在向 固體組分除去裝置54提供廢氣和向管子60提供廢氣之間切換。管子60 相對于PFC分解裝置9是一種旁通管。管子26將固體組分除去裝置54 和在加熱器裝置12內(nèi)的空間14連接在一起。在反應(yīng)單元16內(nèi)形成在催 化劑層17下面的空間通過管子17與冷卻裝置20連接。在冷卻器裝置20 內(nèi)的空間的上面部分與酸性氣體除去裝置22連接。排氣管道28在鼓風(fēng) 機(jī)25的上游側(cè)面上的位置處與酸性氣體除去裝置22連接。設(shè)有泵29的 排水管30與冷卻器裝置20的底部連接。在泵29的下游中與排水管30連 接的管子31與噴射器24連接。管子32將管子31和噴射器21連接在一起。 其中設(shè)有泵36的排水管37與中和容器61的底部連接。在泵36下游中的 位置處與排水管37連接的管子38連接在噴射器63上。供水管33連接在 噴射器23上。供水管34將供水管22和噴射器12連接在一起。供水管35在加熱單元12內(nèi)與空間14連接。堿容器39通過設(shè)有泵42的管子43與中 和容器61連接，并且還通過設(shè)有泵40的管子40與冷卻器裝置20連接。從其相關(guān)聯(lián)的供氣裝置48提供給聚合物蝕刻器3的有Cl2、 HBr、 CF4(在一些情況中，CHF3、 C5F8、 C2F6等)。從其相關(guān)聯(lián)的供氣裝置 48向氧化物蝕刻器5提供CO、CF4(在一些情況中，為CHF3、CsFs、C2F6、 SF6等)。從其相關(guān)聯(lián)的供氣裝置48將Cl2、 BC13、 CF4(在一些情況中為 CHF3、 C5F8、 C2F6等)提供給金屬蝕刻器53。在每種的基礎(chǔ)上將上述 氣體的相應(yīng)一種填充在相應(yīng)供氣裝置48中的各個存儲器中。雖然在晶 片蝕刻過程中消耗了部分提供給每個蝕刻器的每種氣體，但是剩余氣 體將作為排出氣或廢氣排出每個蝕刻器。在每個蝕刻器內(nèi)，作為一種 酸性氣體HF是通過在其中所消耗的PFC(CF4)的分解產(chǎn)生出的。除了 HF之外，廢氣含有通過由蝕刻切掉的晶片原材料和和PFC氣體之間的 反應(yīng)生成的副產(chǎn)物(SiF4、 WF6等)以及固體組分(Si02、 \￥03等)。在酸性氣體除去裝置4處除去有害酸性氣體(Cl2)之后，通過管道7 將從聚合物蝕刻器3中排出的廢氣引入固體組分除去裝置54中。在一氧 化碳除去裝置6處除去有害氣體(CO)之后，通過管道7將從氧化膜蝕刻 器5中排出的廢氣引入固體組分除去裝置54中。在酸性氣體除去裝置4 處除去有害酸性氣體(Cl2、 BCb)之后，通過管道7將從金屬蝕刻器53 中排出的廢氣引入固體組分除去裝置54中。在PFC分解裝置9正確運行 的情況中，三通閥8用來將這些蝕刻器以及PFC分解裝置9連接在一起 從而確保從每個蝕刻器中排出的廢氣能夠流進(jìn)PFC分解裝置9中。為 此，任何廢氣都不能從管道7中流進(jìn)管子60。從沒有使用任何有害氣體 的蝕刻器中排出的廢氣直接從該蝕刻器排出到管道7 。從噴射器62中將從供水管34中提供的水連續(xù)地噴射進(jìn)固體組分除 去裝置54中。所要提供給固體組分除去扎54的廢氣包含PFC(CF4)以及 雜質(zhì)，這系雜質(zhì)通過與水反應(yīng)產(chǎn)生出固體組分例如在蝕刻過程中產(chǎn)生 的SiF4和WFe等，還有固體組分雜質(zhì)例如Si02和W03等。廢氣中所含 有的SiF4通過下面的反應(yīng)式(1)分解成SK)2和HF。，4 + 2//2(9 。 57(92 + 4朋 (1)這樣產(chǎn)生出的Si02是超細(xì)或"微觀"顆粒，從而可以在它產(chǎn)生的同時通過使用噴射的水來從廢氣中將它除去。在廢氣中所包含的其它固體組分(例如SiO、 W03等)在從這些蝕刻器中排出時也可以被除去。對 于HF也是一樣，因為它在水中的溶解性非常強(qiáng)；因此可以以類似的方 式從廢氣中將它除去。含有Si02以及可溶解在其中的被除去HF的水下 流進(jìn)中和容器61中。在廢氣中所含有的WF6也與水反應(yīng)，從而以如以 下反應(yīng)式(2)所限定的方式產(chǎn)生出W03(氧化鵠)和HF。,6 + 3//2 O - ,3 +6， (2)W03為超細(xì)固體顆粒，因此可以通過噴射的水從廢氣中除去，然后與水一起下流進(jìn)中和容器61中。含在廢氣中的硅組分和鵠組分可以 通過使該廢氣穿過水容器中的水來除去。如上所述，固體組分除去裝置54可以不僅用來除去含在被提供給 它的廢氣中的固體組分(Si02、 W03等)，而且還可以用來除去通過與 水反應(yīng)產(chǎn)生固體組分的酸性氣體(SiF4和WF6等)。在凈化這些固體組分 的酸性氣體除去期間，固體組分除去裝置54還除去了通過與水反應(yīng)產(chǎn) 生的固體組分(SK)2、 W03等)。由于這些酸性氣體在反應(yīng)器ll的預(yù)備 階段時通過與在固體組分除去裝置54內(nèi)的水反應(yīng)而被除去，所以可以 避免通過這些酸性氣體(SiF4和WF6等)和提供給該空間14的反應(yīng)水之 間的反應(yīng)而在反應(yīng)器11內(nèi)產(chǎn)生不想要的固體組分(SK)2、 \￥03等)。因 此可以解決由于在反應(yīng)器ll內(nèi)產(chǎn)生的固體組分(Si02、 WCb等)而導(dǎo)致 的問題-即(l)對形成在催化劑處的塊狀多孔材料有害的固體組分以及 (2)堵住形成在催化劑之間的間隙的固體組分。由此與廢氣接觸的催化 劑氣表面積不會減小，從而可以提高PFC分解效率。通過泵42驅(qū)動在堿容器39內(nèi)的堿性水溶液(例如，氬氧化鈉)以通過 管子43提供給中和容器61 。堿性溶液用來在中和容器61中中和含在水 中的酸性材料例如HF等。在中和容器61內(nèi)的被中和的水通過泵36驅(qū) 動，然后作為廢水排出到排水管道37。部分這種廢水通過管子38送給 噴射器63，然后由此噴射進(jìn)固體組分除去裝置54的內(nèi)部。如在下面的 說明中所述一樣，將剩下的廢水排出到廢水處理設(shè)備中。當(dāng)反應(yīng)式(l)和(2)的反應(yīng)由于從噴射器63中噴射出的廢水中的水而進(jìn)行時，所以可 以減少從噴射器62中噴射出的新水用量。這導(dǎo)致通過排水管37排出的 廢水量減少。由噴射器62、 63所噴射的水吸收了在被提供給固體組分 除去裝置54的內(nèi)部的廢氣中存在的酸性氣體，從而從該廢氣中除去酸 性氣體。然后將從固體組分除去裝置54中排出的廢氣通過管子26導(dǎo)入反應(yīng) 器11中-實際上導(dǎo)入加熱單元12的空間14。將由供水管35引導(dǎo)的水(反 應(yīng)水)加入到在空間14內(nèi)的廢氣中。代替該水，可以將水蒸汽或蒸汽加 入到該廢氣中。通過加熱器裝置13對在空間14內(nèi)的廢氣和所加入的水 進(jìn)行加熱，從而水變成蒸汽。然后通過管道15將由加熱單元12加熱的 廢氣提供給反應(yīng)器16內(nèi)的空間19。通過在空間19內(nèi)的加熱器裝置18將 該廢氣進(jìn)一步加熱到650-750。C的溫度上。被加熱的廢氣流進(jìn)催化劑層 17的內(nèi)部。催化劑層17裝有基于氧化鋁(Ah03)的催化劑-即一種具有 80。/。Al2O3和20。/。MO2的催化劑。實際上。這種基于氧化鋁的催化劑安 裝在反應(yīng)器16內(nèi)同時構(gòu)成可交換盒類型的結(jié)構(gòu)。含在廢氣中的CF4被 分解成HF和C02同時通過催化劑的化學(xué)反應(yīng)以下面反應(yīng)式(3)給出的 方式力cr速與反應(yīng)7jc的反應(yīng)。CF4 + 2//2(9 => C02 + (3)在1摩爾CF4分解時，將產(chǎn)生4摩爾氫氟酸(HF)，這是前者的四倍。 這里要注意的是，在含在廢氣中的PFC為C2F6的情況中，出現(xiàn)例如由 反應(yīng)式(4 )所限定的反應(yīng)，從而使得C2F6分解成HF和C02。C2F6+3//20 + (1/2)(92-2C(92(4)通過供氣管道(未示出)將在反應(yīng)式(4)的反應(yīng)期間所用的氧氣作為 空氣提供給內(nèi)部空間14。在這些空間14、 19內(nèi)加熱該空氣，然后將它 提供給催化劑層17。或者，在將SF6用作PFC的情況中，進(jìn)行由反應(yīng)式 (5)限定的反應(yīng)，從而使SF6分解成S03和HF。巧+ 3//2<9 ^> S03 + 6朋 (5)在1摩爾SF6分解時，將產(chǎn)生1摩爾S03和6摩爾HF，在數(shù)量上這比 它大六倍。由供水管33引導(dǎo)的水在酸性氣體除去裝置22內(nèi)通過噴射器23噴 射。該水由酸性氣體除去裝置22收集進(jìn)冷卻器裝置20中。冷卻器裝置 20內(nèi)的水通過泵29驅(qū)動，從而它被排到排水管30。通過管子32將該水 的一部分提供給噴射器31,而通過管子31將該水的另一部分提供給噴 射器24。然后，這些水從各自的噴射器噴射出。從催化劑層17排出的包含有分解氣體C02和HF的高溫廢氣被導(dǎo)入 冷卻器裝置20內(nèi)，然后在該冷卻器裝置20內(nèi)通過從噴射器21中連續(xù)噴 射出的水來使該高溫廢氣冷卻到小于或等于100。C的溫度。由cf4分解 所產(chǎn)生的一部分HF溶解進(jìn)所噴射出的水中然后被除去。廢氣的冷卻還 可以通過使該廢氣穿過水容器內(nèi)的水來進(jìn)行。將該溫度降低的廢氣導(dǎo) 入酸性氣體除去裝置22中。該廢氣在酸性氣體除去裝置22內(nèi)與從噴射 器23、 24中噴射出的水接觸。由此，含在廢氣中的酸性氣體(由PFC的 分解所產(chǎn)生的)例如HF溶解進(jìn)該水中，并因此從廢氣中除去。為了提 高廢氣和水之間的接觸效率同時提高酸性氣體除去的效率，在酸性氣體除去裝置22內(nèi)填充由塑料制成的拉黑西環(huán)(，匕、> !j 乂y)。通過酸性氣體除去裝置22將HF的量降低到百分之幾到lppm或更少。然后 通過驅(qū)動鼓風(fēng)機(jī)25和排氣管道28加上排氣缸52朝向外部環(huán)境排出所得 到的無害廢氣。另外，通過酸性氣體除去裝置22將已經(jīng)吸收了酸性氣 體的水排進(jìn)冷卻器裝置20中。通過鼓風(fēng)機(jī)25將包括預(yù)處理塔10、反應(yīng)器ll、冷卻裝置20和酸性 氣體除去裝置22在內(nèi)的的整個系統(tǒng)的內(nèi)部保持在負(fù)壓下，從而防止含 在廢氣中的HF等朝著該系統(tǒng)的外面泄漏。另外，還可以對酸性氣體除 去裝置22進(jìn)行改進(jìn)以采用冒泡方案。但是要注意的是，噴射方案或填 充塔方案都是優(yōu)選的，因為它具有降低壓力損失并且能夠使用于廢氣 的鼓風(fēng)機(jī)小型化的優(yōu)點。堿容器39內(nèi)的堿性水溶液由泵40驅(qū)動，從而通過管子41將它提供 給冷卻器裝置20的內(nèi)部。堿性溶液在冷卻器裝置20內(nèi)用來中和特定的 酸性物質(zhì)例如分別含在從酸性氣體除去裝置22中排出的水以及從噴射 器21中噴射出的水中的HF等。在冷卻器裝置20中中和的水受到泵29的驅(qū)動，然后通過排水管30排出到廢水處理設(shè)備(未示出)。該廢水處理 設(shè)備用來除去含在由排水管30、 37提供的廢水中的氟(還包括作為氟化 物包含的氟)，并且還用來將從中除去了氟的廢水向外輸送。該示例性的實施方案是這樣的，安裝在除塵室內(nèi)并且被提供有 PFC氣體的所有半導(dǎo)體制造設(shè)備(蝕刻器和化學(xué)汽相沉積(CVD)設(shè)備) 通過管道7與PFC分解裝置9聯(lián)接。通過這種布置，可以使得單個PFC 分解裝置9能夠以集中的方式處理從所有它們中排出的PFC氣體。和現(xiàn) 有技術(shù)不一樣，該實施方案不需要將供水管和排水管加上電線終端連 接在安裝在除塵室內(nèi)的多個PFC分解裝置中的相應(yīng)一個上，并且可以 如此布置，從而這些供水管和排水管以及電線終端可以連接在單個 PFC分解裝置9上。這反過來使得可以縮短安裝這些供水管/排水管以 及電線終端所需的時間同時降低其安裝工作的困難。在該實施方案中，PFC分解裝置9安裝在除塵室2的外面。為此， 在最近安裝的除塵室的情況中，該實施方案避免了需要在除塵室2中提 供用于PFC分解裝置9和與之連接的供水管/排水管的額外安裝空間， 從而使得能夠?qū)崿F(xiàn)減小除塵室的尺寸或使除塵室2"小型化"。另一個優(yōu) 點在于，能夠減小用來除去除塵室2內(nèi)的污染物或微塵的除塵設(shè)備的功 率以及可操作地與除塵室2相關(guān)的空氣調(diào)節(jié)/調(diào)整設(shè)備的功率。另一個 優(yōu)點在于，能夠使得除塵室2的小型化和半導(dǎo)體制造設(shè)備的布置選擇更 容易。這是因為PFC分解裝置9和任意所需要的與之連接的供水管/排 水管不是設(shè)置在除塵室2內(nèi)的緣故。在PFC分解裝置最近安裝用于處理從安裝在當(dāng)前建立的除塵室內(nèi) 的多個蝕刻器中排出來的PFC氣體的情況中，以該實施方案的方式將 PFC分解裝置9安裝在除塵室2的外面，這使得更加容易移動半導(dǎo)體制 造設(shè)備例如這些蝕刻器并且更容易根據(jù)所要生產(chǎn)的產(chǎn)品來更換這些半 導(dǎo)體制造設(shè)備。簡要地說，該實施方案能夠?qū)崿F(xiàn)通過靈活生產(chǎn)線的變 化和重新組合來實現(xiàn)靈活性提高的半導(dǎo)體工廠。還可以顯著地縮短或 消除移動這些半導(dǎo)體制造設(shè)備所需的時間。另外，對于該實施方案而 言可以主要通過將管道7安裝在除塵室2內(nèi)而無須移動這些半導(dǎo)體制造設(shè)備來引入PFC分解裝置9。為此，在引入PFC分解裝置9時，可以縮 短半導(dǎo)體制造設(shè)備的停止/中斷時間，否則就會由于這種除塵室2內(nèi)的 半導(dǎo)體生產(chǎn)線而出現(xiàn)停止/中斷時間。該實施方案是這樣的，反應(yīng)器11分成加熱單元12和反應(yīng)單元16, 每個單元具有其自己的加熱器裝置，并且該加熱單元12和反應(yīng)單元16 安裝在小房子的室內(nèi)地板上。因為考慮到要集中處理從所有安裝在除 塵室2內(nèi)并且被提供有PFC氣體的半導(dǎo)體制造設(shè)備中排出的PFC氣體， 所以采用了將反應(yīng)器11分成加熱單元12和反應(yīng)單元16這兩個部分的這 種布置，從而反應(yīng)器11的總高(即加熱單元12的高度和反應(yīng)單元16的高 度)變得如此巨大，從而使得難以通過陸地運載工具輸送它們。該實施方案僅僅需要在所要另外設(shè)置的蝕刻器的排氣部分和管道 7之間進(jìn)行連接；因此，可以很容易在除塵室2內(nèi)進(jìn)行任何額外蝕刻器 的額外安裝。通過安裝在除塵室2外面的PFC分解裝置9可以處理從附 加的蝕刻器中排出的PFC氣體。這里要注意的是，該實施方案設(shè)置成 通過安裝在蝕刻器出口或"排出"口附近位置處的酸性氣體除去裝置 4(或一氧化碳除去裝置6)除去從蝕刻器中排出的任何酸性氣體(或者一 氧化碳)；因此，以消除對除塵室2內(nèi)的工作環(huán)境的損害甚至排除管道7 在除塵室2內(nèi)受到損壞的情況。另外，提高管道7的可靠性使得用于處 理這些有害氣體(一氧化碳、氯氣等)的有害氣體處理設(shè)備能夠安裝在 除塵室2外面的位置，還可以安裝在PFC分解裝置9的上游中。從而實 現(xiàn)這些有害氣體的集中處理。在該實施方案中，通過將堿性溶液提供給中和容器ll來中和與廢 氣分離并且溶解在水中酸性物質(zhì)例如HF等；因此，從中和容器ll和冷 卻器裝置20中排出的相應(yīng)經(jīng)過中和處理的廢水提高了對含在廢氣中的 酸性氣體例如HF等的吸收能力(溶解能力)。部分廢水可以重新用作從 相應(yīng)噴射器63和64中噴射出的水，從而使得能夠提高除去含在廢氣中 的酸性氣體的效率。在對從除塵室2內(nèi)的所有蝕刻器中排出的PFC氣體進(jìn)行集中處理 的PFC分解裝置9由于故障等原因而中斷其PFC氣體處理操作的情況中，在該除塵室2內(nèi)的半導(dǎo)體制造過程也都停止。在該實施方案中，在 其中分解裝置9停止的緊急情況中，讓三通閥8轉(zhuǎn)動，從而在位于三通 閥8的上游側(cè)面上的管道7和管子60之間形成連接。從每個蝕刻器中排 出的廢氣受到鼓風(fēng)機(jī)50的驅(qū)動以通過管子60和氣體收集管道49被暫時 引入進(jìn)酸性氣體除去裝置47中，而不是被引到PFC分解裝置9上。所以 將通過酸性氣體除去裝置47來除去在該廢氣中存在的酸性氣體。 一般 來說，酸性氣體除去裝置47的氣體處理能力大約比由管道7提供給PFC 分解裝置9的容積高10-50倍。因此，對于酸性氣體除去裝置47而言可 以除去在被提供給PFC分解裝置9的廢氣中所存在的酸性氣體。從廢氣 缸52中將從中除去了酸性氣體的所得到的廢氣排出到外部環(huán)境中。在 通過管子60將該廢氣導(dǎo)入到酸性氣體除去裝置47的過程中，進(jìn)行所要 求的操作，即檢查和修理出故障的PFC分解裝置9。在完成修理任務(wù)之 后，轉(zhuǎn)動三通閥8以將廢氣提供給PFC分解裝置9。這樣，該實施方案 可以在緊急情況例如PFC沉積裝置9出故障等情況中通過管子60將廢 氣提供給酸性氣體除去裝置47，由此可以進(jìn)行檢查和修理工作而無須 中斷在除塵室2內(nèi)進(jìn)行的半導(dǎo)體制造過程。由于PFC沉積裝置9的檢查 和修理操作所需要的時間大約為l-2天，所以沒有分解就釋放到外部環(huán) 境中的PFC氣體量相對于每年由在該實施方案中的PFC分解裝置9所 處理的PFC氣體量而言保持在非常小的比率上。該實施方案還能夠使用PFC分解裝置9來處理從安裝在除塵室2中 的CVD設(shè)備排出的PFC氣體。在用于安裝用來凈化除塵室2的室內(nèi)氣體的氣體凈化設(shè)備以及除 塵室2的空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的機(jī)房設(shè)在半導(dǎo)體制造工廠l車間內(nèi)部或者在與 半導(dǎo)體制造工廠相關(guān)的建筑內(nèi)的情況中，PFC分解裝置9可以安裝在這 種機(jī)房內(nèi)。其中反應(yīng)器11分成加熱單元12和反應(yīng)單元16的PFC分解裝 置9不需要進(jìn)行任何重新構(gòu)造以使得該機(jī)房的天花板更高，因此可以很 容易安裝在該機(jī)房內(nèi)。還可以避免安裝三通閥8和管子60,并且反過來與管道7并聯(lián)地安 裝PFC分解裝置9，同時使得這些PFC分解裝置9具有可變換的可操作性。通過這樣的布置，即使一個PFC分解裝置9出現(xiàn)故障，也可以采用 另一個PFC分解裝置9來進(jìn)行廢氣處理(除去殘留的酸性氣體和PFC分 級處理)。另外，在連續(xù)進(jìn)行半導(dǎo)體制造過程期間可以對出故障的PFC 分解裝置9進(jìn)行檢查和修理操作。下面將參照圖3對PFC分解裝置的另一個實施方案進(jìn)行說明。該實 施方案的PFC分解裝置9A布置成使水蒸發(fā)器955安裝在PFC分解裝置9 的管子27處，供水管35連接在該水蒸發(fā)器55上并且蒸汽提供管55設(shè)置 成將水蒸發(fā)器55和加熱單元12的空間14連接在一起。該P(yáng)FC分解裝置 9A的剩余布置與上述PFC分解裝置9的布置一樣。在水蒸發(fā)器55內(nèi)，由 管子27提供的高溫廢氣在熱交換管(未示出)中流動，而由供水管提供 的水(反應(yīng)水)在殼體側(cè)面上流動。水被水蒸發(fā)器55內(nèi)的廢氣加熱，從 而變成蒸汽。這樣產(chǎn)生出的蒸汽通過蒸汽提供管道56被提供給空間14， 然后^皮加入到廢氣中。該P(yáng)FC分解裝置9A具有與PFC分解裝置9相同的功能，并且可以獲 得與后者相同的效果和優(yōu)點。由于PFC分解裝置9A設(shè)計成使用從反應(yīng) 單元16排出的廢氣的熱量來使反應(yīng)水變成蒸汽，所以可以減少在PFC 分解裝置9A的加熱單元12處用來加熱廢氣所施加的熱能。這是因為在 PFC分解裝置9中不需要任何能量來使反應(yīng)水變成蒸汽。即使在使用PFC分解裝置9A來代替在圖1中所示的PFC處理設(shè)備 44中的PFC分解裝置9的情況中，也可以獲得在實施方案1的PFC處理 設(shè)備44中出現(xiàn)的類似效果。下面將參照圖4對PFC分解裝置的另 一個實施方案進(jìn)行說明。該實 施方案的PFC分解裝置9B如此布置，從而氣體預(yù)加熱器57安裝在PFC 分解裝置9的管子26處，并且管子26通過該氣體預(yù)加熱器57與加熱單元 12的空間連接。PFC分解裝置9B的其它布置與PFC分解裝置9相同。從 催化劑層17排出并且由管子27提供的高溫氣體在設(shè)在氣體預(yù)加熱器57 內(nèi)的熱交換管(未示出)中流動，而通過管子26提供的排氣或廢氣在氣 體預(yù)加熱器57內(nèi)的殼體側(cè)面上流動。由管子26提供的廢氣被由管子27 提供的高溫廢氣加熱，然后在其溫度上升的狀態(tài)中被引入到空間14中。將在設(shè)在氣體預(yù)加熱器57內(nèi)的熱交換管中流動的高溫廢氣引入冷卻器 裝置20中，然后以上述方式使之冷卻。該P(yáng)FC分解裝置9B具有與PFC分解裝置9相同的功能，并且可以獲 得與后者相同的效果和優(yōu)點。由于該P(yáng)FC分解裝置9B設(shè)置成使用從反 應(yīng)單元16排出的廢氣的熱量來加熱被提供給加熱單元12的廢氣，所以 可以減少在PFC分解裝置9B的加熱單元12處用來加熱廢氣所施加的熱會b 3匕,即使在使用PFC分解裝置9B來代替在圖1中所示的PFC處理設(shè)備 44中的PFC分解裝置9的情況中，也可以獲得在實施方案1的PFC處理 設(shè)備44中出現(xiàn)的類似效果。 實施方案2下面將參照圖5對根據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的PFC處理設(shè)備進(jìn) 行說明。該實施方案的PFC處理設(shè)備44A設(shè)置成使排氣管28與在圖1中 所示的PFC處理設(shè)備44中的酸性氣體除去裝置47連接。該P(yáng)FC處理設(shè) 備44A的其它部分的布置與PFC處理i殳備44相同。在該實施方案中，通 過排氣管道28將從PFC分解裝置9的酸性氣體除去裝置47中排出的廢 氣提供給酸性氣體除去裝置47。為此，在酸性氣體除去裝置22其酸性 氣體除去能力降低的情況中，可以通過酸性氣體除去裝置47來除去在 反應(yīng)單元16內(nèi)由PFC分解作用產(chǎn)生處的任何酸性氣體。這樣，可以使 用酸性氣體除去裝置47作為酸性氣體除去裝置22的后備。該實施方案在該實施方案的PFC處理設(shè)備44A中，PFC處理裝置9的酸性氣體 除去裝置22可以刪除，從而不是通過酸性氣體除去裝置22而是通過酸 性氣體除去裝置47來除去在反應(yīng)單元16內(nèi)由PFC分解作用產(chǎn)生出的酸 性氣體。在該情況中，酸性氣體除去裝置47設(shè)計成在半導(dǎo)體制造期間 連續(xù)地操作。在該P(yáng)FC處理設(shè)備44A中，還可以用PFC分解裝置9A和 PFC分解裝置9B中的任一個來代替該P(yáng)FC分解裝置9。 實施方案3下面將對根據(jù)本發(fā)明再一個實施方案的PFC分解設(shè)備進(jìn)行說明。 該實施方案的PFC處理設(shè)備44B如此布置，從而在圖1中所示的PFC處 理設(shè)備44中的PFC分解裝置9由在圖6中所示的PFC分解裝置代替。該 PFC處理設(shè)備44B的其它布置與PFC處理設(shè)備44相同。下面將對用在 PFC處理設(shè)備44B的PFC分解裝置9C的布置進(jìn)行說明。鑒于PFC分解 裝置9是一種其中產(chǎn)生處廢水的濕型PFC分解裝置，所以在該實施方案 中所使用的PFC分解裝置9C是一種其中不產(chǎn)生任何廢水的千型PFC分 解裝置。該P(yáng)FC分解裝置9C裝配有反應(yīng)單元11、過濾裝置65、 66和細(xì)粒/粉 末筒倉81。管道7與過濾裝置65的下部空間68連接。與加熱單元12連接 的管子26與過濾裝置65的上部空間連接。管子27與過濾裝置66的下面 空間68連接。廢氣管道28與過濾裝置66的上面空間69連接。粉末筒倉 81分別通過管子82在三通閥8下游中的位置處與管道7連接，還通過管 子83與管子27連接。下面將參照圖7對過濾裝置65、 66的布置進(jìn)行說明。過濾裝置65、 66包括多個安裝在筒形殼體80內(nèi)的管狀過濾元件67A、 67B、 67C等。內(nèi)部空間由每個過濾元件分成下空間68和上空間69。其中設(shè)有閥門 71A的供氣管70A從上面部分插進(jìn)過濾元件67A的內(nèi)部中。同樣其中設(shè) 有閥門71B的供氣管70B從上面部分插進(jìn)過濾元件67B的內(nèi)部中；其中 設(shè)有閥門71C的供氣管70C從上面部分插進(jìn)過濾元件67C的內(nèi)部中。固 體組分存儲容器72通過閥門77A與過濾裝置65的筒80的底部連接。螺 旋輸送裝置74設(shè)置在固體組分存儲容器72的下面。固體組分存儲容器 73通過閥門77B與過濾裝置66的筒80的底部連接。螺旋輸送裝置75布 置在固體組分存儲容器73的下面。如在實施方案l中所迷一樣，由管道7引導(dǎo)的廢氣與PFC(CF4)—起 還含有幾種雜質(zhì)，其示例有通過與水反應(yīng)產(chǎn)生固體組分的雜質(zhì)例如在 蝕刻過程中產(chǎn)生SiF4和WF6以及作為固體組分例如Si02和W03等的雜 質(zhì)。將該廢氣提供進(jìn)過濾裝置65的下空間68中。在閥門(未示出)打開時，通過管子82將裝在粉末筒倉81的Ca鹽的粉末顆粒一典型地為氫氧 化釣[Ca(OH)2粉末—提供給管道7。粉末Ca(OH)2被混合進(jìn)廢氣中，然 后流進(jìn)過濾裝置65的下空間68中。含在廢氣中的SiF4和WF6按照以下 反應(yīng)式(6)和(7)與Ca(OH)2進(jìn)行中和反應(yīng)，從而生成CaFz、 8102和\￥03。<formula>formula see original document page 19</formula> (7)另外，含在這種廢氣中的HF按照下面的反應(yīng)式(8)與Ca(OH)2進(jìn)行 化學(xué)反應(yīng)，從而生成氟化鈣(CaFz)。含在廢氣和未反應(yīng)的Ca(OH)2中的 固體組分例如Si02和W03與通過反應(yīng)式(6) 、 (7)和(8)的反應(yīng)生成的 CaF2、 Si02和W03—起由安裝在過濾裝置65的每個過濾元件67收集， 然后從廢氣中除去。通過過濾元件67并且含有CF4的廢氣通過上空間 69和管子26流進(jìn)反應(yīng)器11內(nèi)的空間14、 19。 CF4以前面在實施方案1中 所述的方式被催化劑層17分解。被提供給反應(yīng)器11的廢氣不含有HF、 SiF4、 WF6、 Si( W03。置66的空間68中。打開閥門(未示出)以能夠通過管子83將粉末筒倉81 內(nèi)的Ca(OH)2粉末提供給管子27，然后將它混合進(jìn)廢氣中。還將 Ca(OH)2引進(jìn)空間68中。HF按照反應(yīng)式(8)與Ca(OH)2進(jìn)行中和反應(yīng)， 從而生成CaF2。<formula>formula see original document page 19</formula> (8)通過在過濾裝置66內(nèi)的過濾布來捕獲該CaF2和未反應(yīng)的 Ca(OH)2 。在CaF2和未反應(yīng)的Ca(OH)2的層以及由于捕獲在過濾布的 表面處而形成的CaF2的滲透期間，未反應(yīng)的HF與該Ca(OH)2反應(yīng)然后 被固定。在更高的溫度下可以加速HF和Ca(OH)2之間的化學(xué)反應(yīng)。由 于從催化劑層17中排出的廢氣溫度較高，所以其化學(xué)反應(yīng)加速。通過 管子76將冷卻氣體提供給過濾裝置66的過濾元件67的上游側(cè)，即進(jìn)入 下空間68。該冷卻氣體用來冷卻在下空間68內(nèi)的廢氣，由此可以將該濾布的耐熱溫度為300。C。優(yōu)選的是，冷卻氣體的提供位置在管子27和管子83的連接點的下游中。因為HF和Ca(OH)2粉末在高溫下混合并 且接觸在一起從而有效地進(jìn)行中和反應(yīng)，所以需要這樣。在高溫條件 下，Ca(OH)2變成CaO，然后作為堿的活性降低。在該實施方案中， 在上游側(cè)由于加入反應(yīng)水以進(jìn)行過氟化物的分解反應(yīng)，所以存在有許 多水，即使在高溫條件下，也存在Ca(OH)2。為此，由于在反應(yīng)式(8) 中所示的反應(yīng)是高溫條件，所以反應(yīng)速度加速，因此能有效地除去HF。 在鼓風(fēng)機(jī)25正在工作時，從過濾裝置66將廢氣排出到廢氣管道28。被 排到廢氣管道28中的廢氣不含有任何酸性氣體。在廢氣管道28內(nèi)的廢 氣被從管子84提供進(jìn)廢氣管道28的冷卻氣體冷卻，并且因此下降到 50。C上。由于提供溫度降低到50。C的空氣，所以不再出現(xiàn)由反應(yīng)式(8) 的反應(yīng)所產(chǎn)生的H20冷凝以變成水的現(xiàn)象。在過濾裝置65、 66處，通過差壓計或儀表(未示出)來探測在上空間 69和下空間68之間的壓力差異。在其中這種壓力差到達(dá)預(yù)設(shè)定數(shù)值的 過濾裝置例如過濾裝置66處，其過濾元件受到反沖洗。更具體地說， 第一步是打開閥門71A。將從供氣管70A提供的反沖洗使用的水排放到 過濾元件67A的內(nèi)部，然后使之通過過濾布，之后排放到下空間68上。 由于該反沖洗用的水的流動，所以附著在過濾布外表面上的固體組分 (例如氟化鈣、未反應(yīng)的Ca(OH)2)作為障礙下落到筒80的底部上。在已 經(jīng)完成過濾元件67A的反沖洗之后，驅(qū)動閥門70C關(guān)閉，從而從供氣管 70B將空氣提供給過濾元件67B,從而進(jìn)行過濾元件67B的反沖洗。接 著，使用從供氣管70B提供的空氣來進(jìn)行過濾元件67C的反沖洗。通過 打開閥門77B,將積累在筒80的底部處的固體組分排出到固體組分存 儲容器73的內(nèi)部。另外，已經(jīng)通過打開的閥門78B落下的固體組分79 通過螺旋輸送裝置75朝著固體物質(zhì)收集筒倉(未示出)傳送然后存儲在 其中。過濾裝置65的每個過濾元件以同樣的方式經(jīng)過反沖洗，從而使 得筒80中的固體組分能夠在讓閥門77A打開時排放進(jìn)入固體組分存儲 容器72中。這些固體組分還通過閥門78A下落，然后通過螺旋輸送裝 置74送給上述固體物質(zhì)存儲容器。在固體物質(zhì)存儲容器內(nèi)的固體組分 用來隨后作為水泥的原材料重新使用?？纱鍯a(OH)2使用的Ca鹽的另 一個實施例為碳酸釣(CaC03)或 氧化鈣(CaO)的粉末。對于與酸性氣體等的反應(yīng)性而言，Ca(OH)2高于 CaC03和CaO;因此優(yōu)選使用Ca(OH)2。與酸性氣體等的反應(yīng)在表面 上進(jìn)行；因此，為了增加表面積，優(yōu)選的是Ca鹽采用粉末的形式。在 將CaC03加入到管道7內(nèi)的廢氣中的情況中，與SiF4和WF4的中和反應(yīng) 按照下面的反應(yīng)式(9)和(10)進(jìn)行。2O/C03 + S,'F4 2CaF2 +柳2 + 2C<92 (9)3O7C03 + ,6 ^> 3Q^2 +膨3 + 3C02 (10)在將CaO加入在管道7內(nèi)的廢氣中的情況中，與SiF4和WF4的中和 反應(yīng)按照下面的反應(yīng)式(11)和(12)進(jìn)行。2CaO + ，4 ^> 2CflF2 +柳2 (11) 3CaO + ,6 ^> 3CoF2 +脂3 (12)通過過濾裝置65的過濾布除去由它們的每次反應(yīng)生成的CaF2、 Si02和W03等。在將CaC03加入到管道27內(nèi)的廢氣中的情況中，與HF的中和反應(yīng) 按照下面的反應(yīng)式(13)進(jìn)行。CaC(93 + - CaF2 + H2(9 + CC>2 (13)在將CaO加入在管道27內(nèi)的廢氣中的情況中，與HF的中和反應(yīng)按 照下面的反應(yīng)式(11)和(12)進(jìn)行。Q <9 + - C2 + //2(9 (14)通過過濾裝置66的過濾布來除去由它們的每次反應(yīng)生成的CaF2等。在使用濕型PFC分解裝置的實施方案1和2中，需要除去含在由在 廢水處理設(shè)備中的排水管30、 37引導(dǎo)的廢水中的氟化物。因此，在廢 水處理設(shè)備中，進(jìn)行以下的處理。更具體地說，將Ca鹽(CaC03或 Ca(OH)2)加進(jìn)廢水中；然后進(jìn)行攪拌。使含在廢水中的固體組分例如 由Ca鹽與HF之間的反應(yīng)生成的氟化鈣以及未反應(yīng)的Ca鹽等沉淀以便 分離。另外，將絮凝劑加入到廢水中，從而使得直徑微小的這些固體 組分能夠聚集或結(jié)絮以便分離。使這里分離所得到的固體組分例如氟化鉤經(jīng)過脫水和干燥過程以便隨后重新用作水泥的原材料。使用水來除去廢氣中的固體組分和酸性氣體的實施方案1和2應(yīng)該需要進(jìn)行上述 復(fù)雜的處理以便除去含在廢水中的氟化物，從而導(dǎo)致產(chǎn)生大量的水。 來自廢水處理設(shè)備的廢水在其中含有大量鈣離子并且作為工業(yè)廢水向 外排出。雖然實施方案1和2能夠獲得上述各種效果，但是這些需要廢 水處理設(shè)備來進(jìn)行復(fù)雜處理以除去氟化物。相反，該實施方案設(shè)置成將Ca鹽添加到廢氣中，由此可以將廢氣 中的氟化物回收作為可重新利用的固體成分而不會產(chǎn)生任何廢水。顯 然，該實施方案不需要任何廢水處理設(shè)備。安裝其用水量非常少的該 實施方案的PFC處理設(shè)備使得可以將半導(dǎo)體制造工廠建立在水源缺乏 的陸地中。另外，即使在環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)在不久的將來變得更嚴(yán)格的情 況下，該實施方案也容易克服這種限制。由于該實施方案沒有產(chǎn)生廢 水的危險，所以不再需要任何廢水排放管；因此，與上述實施方案l 和2相比可以簡化這些設(shè)備。 一般來說，與在濕型設(shè)備中的離子狀態(tài)中 的化學(xué)反應(yīng)相比，在干燥狀態(tài)中的化學(xué)反應(yīng)其反應(yīng)速度更慢并且效率 更低。但是濕型PFC分解裝置內(nèi)在地需要添加過量的鈣鹽(Ca(OH)2、 CaC03、 CaO等)，該量是理論上所確定的數(shù)值的幾倍以便除去在廢水 中的低濃度F離子，從而Ca鹽的所需量幾乎等于濕型PFC分解裝置的在使用SF6作為蝕刻器中的PFC氣體的情況中，在催化劑層17處通 過反應(yīng)式(5)的反應(yīng)生成S03。該S03與添加在管子27內(nèi)部的Ca鹽反應(yīng)， 從而導(dǎo)致生成硫酸鉤(CaS04)。實際上說明，在加入CaC03、 Ca(OH)2 和CaO的任意一種的情況中，出現(xiàn)由反應(yīng)式(15)-(17)所表示的反應(yīng)。Ca(OZ7)2 + S(93 o^o4 + o (15) o co3 + so3 - c4 + co2 (16)CaC03 + S03 CaS(94 (17) 該硫酸鉤最后可以重新利用作為水泥的原材料。該實施方案可以獲得在實施方案l中出現(xiàn)的效果和優(yōu)點，包括(l)能夠使無塵室2小型化并且容易驚醒半導(dǎo)體制造設(shè)備的布置變化，(2)容易在當(dāng)前建立的無塵室內(nèi)進(jìn)行這些半導(dǎo)體制造設(shè)備的轉(zhuǎn)移以及任意半導(dǎo)體制造設(shè)備更換，(3)縮短在引入了 PFC分解裝置9的除塵室2內(nèi)釆 用半導(dǎo)體制造生產(chǎn)線的半導(dǎo)體制造的中斷時間；(4)由于加熱單元12和 反應(yīng)單元16的細(xì)分所以能夠通過陸地運載工具來實現(xiàn)提高可輸送性， (5)因為所要求的僅僅是將所要求另外設(shè)置的蝕刻器的氣體排放部分 和管道7連接在一起，所以很容易在除塵室2內(nèi)進(jìn)行蝕刻器的附加安裝， 并且(6)由于通過與反應(yīng)水的反應(yīng)沒有生成任何固體組分這個事實，所 以能夠有效低改進(jìn)基于催化劑的PFC分解效率。在圖6的PFC分解裝置9C中，可以將Ca鹽(CaC03或Ca(OH)2)的漿 液提供給管子27來代替提供Ca鹽粉末。漿液式Ca鹽比粉末更容易輸 送，從而有利于提供給管子27。 Ca鹽漿液的水組分在與從反應(yīng)單元16 中排出的高溫廢氣接觸時蒸發(fā)成蒸汽。廢氣中的酸性氣體(HF)與Ca鹽 反應(yīng)以生成氟化鈞。引導(dǎo)該蒸汽穿過過濾布，然后通過排氣管道28和 排氣缸52向外部環(huán)境釋放。該實施方案布置成從管子84提供冷卻水， 從而確保在排氣管道28內(nèi)的廢氣處于100。C。因此可以避免蒸汽在排氣 管道28內(nèi)出現(xiàn)不想要的絮凝。該實施方案的PFC分解裝置9C還可適用于其相應(yīng)的PFC分解裝置 安裝在除塵室2內(nèi)的PFC分解設(shè)備。下面將對干型PFC分解裝置的其它實施方案進(jìn)行說明。PFC分解 裝置9D(參見圖8)如此設(shè)置，從而水蒸發(fā)器55以和PFC分解裝置9A類似 的方式安裝在管子27處，用來加熱由供水管35提供的反應(yīng)水。在圖9 中所示的分解裝置9E如此設(shè)計，氣體預(yù)加熱器57安裝在管子27處，用 來加熱由管子26引導(dǎo)的廢氣?？梢詫FC分解裝置9D和9E的相應(yīng)一個 安裝在PFC分解設(shè)備44B中來代替實施方案3的PFC分解裝置9C。另外 在PFC分解設(shè)備44A中，也可以安裝PFC分解裝置9D和9E中的每一個 來代替PFC分解裝置9。在包括有液晶制造工廠的液晶制造系統(tǒng)中，也可以將使用PFC其 的多個蝕刻器"(或者CVD設(shè)備)安裝在除塵室內(nèi)作為液晶制造設(shè)備。因 此，將上述PFC分解裝置44、 44A和44B應(yīng)用在液晶制造系統(tǒng)上，這使得可以集中地處理從除塵室內(nèi)的所有蝕刻器中排出的PFC氣體。這種 PFC處理設(shè)備的PFC分解裝置(PFC分解裝置9、 9A、 9B、 9C、 9D和9E 中的任一個)以和實施方案1和2相類似的方式安裝在除塵室的外面。雖然上述每個實施方案的PFC處理設(shè)備采用了其中使用了催化劑 的PFC分解裝置作為其PFC分解裝置，但是該P(yáng)FC分解裝置可以由用 于通過燃燒進(jìn)行分解的燃燒式PFC分解裝置或者用于通過將PFC變成 等離子來進(jìn)行分解的等離子式PFC分解裝置來代替。另外，鼓風(fēng)機(jī)25 可以用噴射器來代替。每個上述實施方案能夠分解包括但不限于CF4、 CHF3、 C2F6、 C3F8、 C4F6、 C5F8、 NF3和SF6的PFC氣體。根據(jù)本發(fā)明，可以使其中安裝有半導(dǎo)體制造設(shè)備或液晶制造設(shè)備 的除塵室小型化。在本發(fā)明應(yīng)用在當(dāng)前建立的除塵室上的情況中，不 再需要在除塵室內(nèi)移動半導(dǎo)體制造設(shè)備或液晶制造設(shè)備以便安裝多個 過氟化物分解裝置。
權(quán)利要求
1.一種過氟化物處理設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括過氟化物分解裝置，所述過氟化物分解裝置被供給含有過氟化物的廢氣，并將所述過氟化物分解；酸性物質(zhì)除去裝置，所述酸性物質(zhì)除去裝置用于除去由含在從所述過氟化物分解裝置排出的所述廢氣中的酸性物質(zhì)與Ca鹽反應(yīng)生成的反應(yīng)生成物。
2. 如權(quán)利要求l所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于，所述過 氟化物分解裝置具有加熱部和催化劑層。
3. 如權(quán)利要求l所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于，所述過 氟化物分解設(shè)備具有對含有所述過氟化物的廢氣進(jìn)行加熱的第一加熱 裝置、第二加熱裝置、以及填充有所述催化劑的催化劑層。
4. 如權(quán)利要求l所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于，具有向 所述酸性物質(zhì)除去裝置供給所述Ca鹽的Ca供給裝置。
5. 如權(quán)利要求4所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于，在所述 酸性物質(zhì)除去裝置中，具有過濾元件，由所述過濾元件將與從所述Ca 鹽供給裝置供給的Ca鹽反應(yīng)而生成的生成物除去。
6. 如權(quán)利要求5所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于，在所述 過濾元件的下游側(cè)設(shè)有供給用于去除附著在所述過濾元件上的反應(yīng)生 成物的反洗用空氣的空氣配管。
7. 如權(quán)利要求l所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于，在所述 過氟化物分解裝置的前段中設(shè)有固態(tài)物質(zhì)除去裝置，所述固態(tài)物質(zhì)除 去裝置用于除去由于與含在所述廢氣中的Ca鹽反應(yīng)而生成固態(tài)物質(zhì) 的物質(zhì)。
8. 如權(quán)利要求7所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于，具有向 所述固態(tài)物質(zhì)除去裝置中供給所述Ca鹽的Ca鹽供給裝置。
9. 如權(quán)利要求8所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于，在所述 固態(tài)物質(zhì)除去裝置中具有過濾元件，由所述過濾元件除去與從所述Ca 鹽供給裝置供給的Ca鹽反應(yīng)而生成的固態(tài)物質(zhì)。
10.如權(quán)利要求9所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于，在所述 過濾元件的下游側(cè)設(shè)有供給用于去除附著在所述過濾元件上的反應(yīng)生 成物的反洗用空氣的空氣配管。
全文摘要
在除塵室2內(nèi)安裝有多個蝕刻器例如聚合物蝕刻器3或類似物。與所有蝕刻器連接的管道7連接在PFC分解裝置9上，該裝置安裝在除塵室2的外面。通過管道7將含有從除塵室內(nèi)的所有蝕刻器中排出的PFC的廢氣提供給PFC分解裝置9的內(nèi)部空間。在PFC已經(jīng)在PFC分解裝置9內(nèi)加熱之后，通過填充在PFC分解裝置9內(nèi)的催化劑的作用使其分解。這就不在需要在其中安裝有半導(dǎo)體制造設(shè)備或液晶制造設(shè)備的除塵室2中提供用于安裝PFC分解裝置9的空間，從而使得除塵室的尺寸減小或“小型化”。所以可以減小其中安裝有半導(dǎo)體制造設(shè)備或液晶制造設(shè)備的除塵室的尺寸。
文檔編號B01D53/34GK101327399SQ20081013004
公開日2008年12月24日 申請日期2002年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者李洪勲, 玉田慎 申請人:株式會社日立制作所